2017屆高考物理第一輪綜合能力復(fù)習(xí)測(cè)試題1

綜合能力測(cè)試十交變電流傳感器時(shí)間：60分鐘分值：100分一、單項(xiàng)選擇題(每小題6分，共30分)1．如圖所示，面積均為S的單匝線圈繞其對(duì)稱軸或中心軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，能產(chǎn)生正弦交變電動(dòng)勢(shì)e＝BSωsinωt的圖是()解析：線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸(軸在線圈所在平面內(nèi))勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的正弦交變電動(dòng)勢(shì)為e＝BSωsinωt，由這一原理可判斷，A圖中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e＝BSωsinωt；B圖中的轉(zhuǎn)動(dòng)軸不在線圈所在平面內(nèi)；C、D圖轉(zhuǎn)動(dòng)軸與磁場(chǎng)方向平行，而不是垂直．答案：A2．如圖所示區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的邊界由x軸和y＝2sineq\f(π,2)x曲線圍成(x≤2m)，現(xiàn)把一邊長(zhǎng)為2m的正方形單匝線框以水平速度v＝10m/s勻速地拉過該磁場(chǎng)區(qū)，磁場(chǎng)區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.4T，線框電阻R＝0.5Ω，不計(jì)一切摩擦阻力，則()A．水平拉力F的最大值為8NB．拉力F的最大功率為12.8WC．拉力F要做25.6J的功才能讓線框通過此磁場(chǎng)區(qū)D．拉力F要做12.8J的功才能讓線框通過此磁場(chǎng)區(qū)解析：線框通過磁場(chǎng)區(qū)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流先增大后減小，形成正弦交流電，周期為eq\f(2l,v)＝0.4s，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為Em＝Blv＝8V，有效值為4eq\r(2)V，感應(yīng)電流最大值為16A，有效值為8eq\r(2)A，則水平拉力最大值為Fm＝BIml＝12.8N，A錯(cuò)誤；拉力的最大功率為Pm＝Fmv＝128W，B錯(cuò)誤；線框勻速通過，拉力做的功等于焦耳熱，Q＝I2Rt＝25.6J，C正確，D錯(cuò)誤．答案：C3.如圖所示，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為41，原線圈兩端接入一正弦交流電源，副線圈電路中R為負(fù)載電阻，交流電壓表和交流電流表都是理想交流電表．下列結(jié)論正確的是()A．若電壓表讀數(shù)為6V，則輸入電壓的最大值為24VB．若輸入電壓不變，副線圈匝數(shù)增加到原來(lái)的2倍，則電流表的讀數(shù)減小到原來(lái)的一半C．若輸入電壓不變，負(fù)載電阻的阻值增加到原來(lái)的2倍，則輸入功率也增加到原來(lái)的2倍D．若保持負(fù)載電阻的阻值不變，輸入電壓增加到原來(lái)的2倍，則輸出功率增加到原來(lái)的4倍解析：若電壓表的讀數(shù)為6V，則變壓器輸出電壓的有效值為6V，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，故U1＝4U2＝24V，所以輸入電壓的最大值為Um＝eq\r(2)U1＝24eq\r(2)V，A錯(cuò)誤；若輸入電壓不變，副線圈匝數(shù)增加，則U2增大，由I2＝eq\f(U2,R)可知，電流表示數(shù)增大，B錯(cuò)誤；輸入電壓和匝數(shù)比不變，則電壓值不變，當(dāng)負(fù)載電阻R變大時(shí)，則I2＝eq\f(U2,R)，電流變小，又P入＝P出＝U2I2，故輸入功率也減小，C錯(cuò)誤；若負(fù)載電阻R不變，輸入電壓變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則輸出電壓也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，由I2＝eq\f(U2,R)，則輸出電流也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，故輸出功率P出＝U2I2變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，D正確．答案：D4．在如圖所示的電路中，有一自耦變壓器，左側(cè)并聯(lián)一只理想電壓表V1后接在穩(wěn)定的交流電源上；右側(cè)串聯(lián)燈泡L和滑動(dòng)變阻器R，R上并聯(lián)一只理想電壓表V2.下列說法中正確的是()A．若F不動(dòng)，滑片P向下滑動(dòng)時(shí)，V1示數(shù)變大，V2示數(shù)變小B．若F不動(dòng)，滑片P向下滑動(dòng)時(shí)，燈泡消耗的功率變小C．若P不動(dòng)，滑片F(xiàn)向下移動(dòng)時(shí)，V1、V2的示數(shù)均變小D．若P不動(dòng)，滑片F(xiàn)向下移動(dòng)時(shí)，燈泡L消耗的功率變大解析：若F不動(dòng)，滑片P向下滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻變大，則副線圈回路中總電阻變大，回路中電流減小，燈泡兩端電壓減小，功率變小，滑動(dòng)變阻器兩端電壓變大，V2的示數(shù)變大，而原線圈兩端電壓不變，A錯(cuò)誤，B正確；若P不動(dòng)，滑片F(xiàn)向下移動(dòng)時(shí)，根據(jù)理想變壓器特點(diǎn)可知原線圈兩端電壓不變，副線圈兩端電壓減小，則副線圈回路中電流變小，燈泡L消耗的功率減小，電壓表V2的示數(shù)變小，C、D錯(cuò)誤．答案：B5．如圖甲是阻值為5Ω的線圈與阻值為15Ω的電阻R構(gòu)成的回路．線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示．則()A．電壓表的示數(shù)為10eq\r(2)VB．通過電阻R的電流為eq\f(\r(2),2)AC．電阻R上消耗的功率為3.75WD．通過電阻的電流方向每秒變化100次解析：由題圖乙可得Em＝20V，E＝10eq\r(2)V，電壓表讀數(shù)U＝eq\f(E,R＋r)R＝eq\f(15\r(2),2)V，A錯(cuò)誤；通過電阻R的電流I＝eq\f(U,R)＝eq\f(\r(2),2)A，B正確；R上消耗的功率P＝I2R＝7.5W，C錯(cuò)誤；T＝0.04s，f＝25Hz，電流方向每秒變化50次，D錯(cuò)誤．答案：B二、多項(xiàng)選擇題(每小題8分，共24分)6.如圖所示，矩形線圈abcd繞軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生交流電，在圖示位置開始計(jì)時(shí)，則下列說法正確的是()A．t＝0時(shí)穿過線圈的磁通量最大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大B．t＝eq\f(T,4)(T為周期)時(shí)感應(yīng)電流沿abcda方向C．若轉(zhuǎn)速增大為原來(lái)的2倍，則交變電流的頻率是原來(lái)的2倍D．若轉(zhuǎn)速增大為原來(lái)的2倍，則產(chǎn)生的電流有效值為原來(lái)的4倍解析：圖示時(shí)刻，ab、cd邊切割磁感線的有效速率為零，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，感應(yīng)電流為零，A錯(cuò)誤；根據(jù)線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，確定eq\f(T,4)時(shí)線圈的位置，用右手定則可以確定線圈中的感應(yīng)電流沿abcda方向，B正確；根據(jù)轉(zhuǎn)速和頻率的定義ω＝2πf可知C正確；根據(jù)Em＝nBSω，E＝eq\f(Em,\r(2))，I＝eq\f(E,R總)可知電流有效值變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，D錯(cuò)誤．答案：BC7．電子滅蟲器由兩種主要部件組成：誘蟲的黑光燈和殺蟲的電網(wǎng)．黑光燈發(fā)出的紫外線能夠引誘害蟲飛近黑光燈，然后再利用黑光燈周圍的交流高壓電網(wǎng)將其“擊斃”．下圖是電網(wǎng)的工作電路示意圖，理想變壓器將有效值為220V的交變電壓變壓，輸送到電網(wǎng)，電網(wǎng)相鄰兩平行板電極間距為0.5cm，空氣在常溫下被擊穿的臨界電場(chǎng)強(qiáng)度為6220V/cm.為防止兩極間空氣被擊穿而造成短路，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)應(yīng)滿足一定條件，則下列說法正確的是()A．變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比eq\f(n1,n2)>10B．變壓器的副、原線圈的匝數(shù)比eq\f(n2,n1)<10C．此變壓器為降壓變壓器D．此變壓器為升壓變壓器解析：電網(wǎng)相鄰兩電極間的最高電壓(峰值)U2m＝Ed＝6220×0.5V＝3110V．理想變壓器輸入電壓的峰值U1m＝220×eq\r(2)V＝311V，故eq\f(n2,n1)應(yīng)滿足的條件是eq\f(n2,n1)<eq\f(U2m,U1m)＝eq\f(10,1)，此變壓器為升壓變壓器，選項(xiàng)B、D正確．答案：BD8．一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律圖象如圖甲所示，已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為20.0Ω，現(xiàn)外接一只“100V，125W”的燈泡，如圖乙所示，則()A．此時(shí)線圈中感應(yīng)電流為零B．通過燈泡的電流i隨時(shí)間t的變化規(guī)律是i＝eq\r(2)·cos100πt(A)C．燈泡能正常發(fā)光D．燈泡的實(shí)際功率是80W解析：由題圖乙可看出，該時(shí)刻線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，穿過線圈的磁通量變化率最大，故感應(yīng)電流最大，A錯(cuò)誤；燈泡的電阻R＝eq\f(U2,P)＝eq\f(1002,125)Ω＝80Ω，電路中的電流I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(100,80＋20)A＝1A，通過燈泡的電流i隨時(shí)間t的變化規(guī)律為i＝Imcosωt＝eq\r(2)coseq\f(2π,2×10－2)t＝eq\r(2)cos100πt(A)，B正確；燈泡的額定電流I額＝eq\f(P,U)＝eq\f(125,100)A＝1.25A>I，故燈泡不能正常發(fā)光，C錯(cuò)誤；燈泡的實(shí)際功率P′＝I2R＝12×80W＝80W，D正確．答案：BD三、非選擇題(共46分)9．(10分)如圖為某一熱敏電阻(電阻值隨溫度的改變而改變，且對(duì)溫度很敏感)的I－U關(guān)系曲線圖．(1)為了通過測(cè)量得到如上圖所示I－U關(guān)系的完整曲線，在下圖甲和乙兩個(gè)電路中應(yīng)選擇的是圖________；簡(jiǎn)要說明理由：__________________________________________________________.(電源電動(dòng)勢(shì)為9V，內(nèi)阻不計(jì)，滑動(dòng)變阻器的阻值為0～100Ω)(2)在如下圖所示電路中，電源電壓恒為9V，電流表讀數(shù)為70mA，定值電阻R1＝250Ω.由熱敏電阻的I－U關(guān)系曲線可知，熱敏電阻兩端的電壓為________V；電阻R2的阻值為________Ω.解析：(1)應(yīng)選擇圖甲，因?yàn)閳D甲電路電壓可從0V調(diào)到所需電壓，電壓調(diào)節(jié)范圍大．(2)由題圖知R2與熱敏電阻串聯(lián)后與R1并聯(lián)接在9V電源上，總電流I＝70mA，R1＝250Ω.設(shè)通過熱敏電阻的電流為I2，通過R1的電流為I1，則I＝I1＋I(xiàn)2，故I2＝I－I1＝(70－eq\f(9,250)×103)mA＝34mA.由圖象查得34mA對(duì)應(yīng)的電壓為5.0V，R2兩端電壓U2＝9V－5.0V＝4.0V，所以R2＝eq\f(4.0V,34×10－3A)＝117.6Ω.答案：(1)甲因?yàn)榧纂娐冯妷嚎蓮?V調(diào)到所需電壓，電壓調(diào)節(jié)范圍大(2)5.0117.610.(16分)如圖所示，一個(gè)半徑為r的半圓形線圈，以直徑ab為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n，ab的左側(cè)有垂直于紙面向里(與ab垂直)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.M和N是兩個(gè)集流環(huán)，負(fù)載電阻為R，線圈、電流表和連接導(dǎo)線的電阻不計(jì)，求：(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值；(2)從圖示位置起轉(zhuǎn)過eq\f(1,4)轉(zhuǎn)的時(shí)間內(nèi)，負(fù)載電阻R上產(chǎn)生的熱量；(3)從圖示位置起轉(zhuǎn)過eq\f(1,4)轉(zhuǎn)的時(shí)間內(nèi)，通過負(fù)載電阻R的電荷量；(4)電流表的示數(shù)．解析：(1)線圈繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在電路中產(chǎn)生如圖所示的交變電流．此交變電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em＝BSω＝B·eq\f(πr2,2)·2πn＝π2Bnr2.(2)在線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過eq\f(1,4)轉(zhuǎn)的時(shí)間內(nèi)，電動(dòng)勢(shì)的有效值為E＝eq\f(Em,\r(2))＝eq\f(\r(2)π2Bnr2,2)電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,R)))2R·eq\f(T,4)＝eq\f(π4B2r4n,8R).(3)在線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過eq\f(1,4)轉(zhuǎn)的時(shí)間內(nèi)，電動(dòng)勢(shì)的平均值為eq\x\to(E)＝eq\f(ΔΦ,Δt)通過R的電荷量q＝eq\x\to(I)·Δt＝eq\f(\x\to(E),R)·Δt＝eq\f(ΔΦ,R)＝eq\f(πBr2,2R).(4)設(shè)此交變電動(dòng)勢(shì)在一個(gè)周期內(nèi)的有效值為E′，由有效值的定義得eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(Em,\r(2))))2,R)·eq\f(T,2)＝eq\f(E′2,R)T，解得E′＝eq\f(Em,2)故電流表的示數(shù)為I＝eq\f(E′,R)＝eq\f(π2r2nB,2R).答案：(1)π2Bnr2(2)eq\f(π4B2r4n,8R)(3)eq\f(πBr2,2R)(4)eq\f(π2r2nB,2R)11．(12分)交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電原理是矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．一小型發(fā)電機(jī)的線圈共220匝，線圈面積S＝0.05m2，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為50Hz，線圈內(nèi)阻不計(jì)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝eq\f(\r(2),π)T．為了用此發(fā)電機(jī)所發(fā)出的交流電帶動(dòng)兩個(gè)標(biāo)有“220V,11kW”的電機(jī)正常工作，需在發(fā)電機(jī)的輸出端a、b與電機(jī)之間接一個(gè)理想變壓器，電路圖如圖所示．求：(1)發(fā)電機(jī)的輸出電壓；(2)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比；(3)與變壓器原線圈串聯(lián)的交流電流表的示數(shù)．解析：(1)矩形線圈轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝NBSω＝1100eq\r(2)V發(fā)電機(jī)的輸出電壓為電壓有效值U1＝eq\f(Em,\r(2))＝1100V.(2)由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)知eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)＝eq\f(5,1).(3)根據(jù)P入＝P出＝2.2×104W又P入＝U1I1解得I1＝20A.答案：(1)1100V(2)51(3)20A12．(8分)某電廠要將電能輸送到較遠(yuǎn)的用戶，輸送的總功率為9.8×104W，電廠輸出電壓僅為350V，為減少輸送功率損失，先用一升壓變壓器將電壓升高再輸出．已知輸電線路的總電阻為4Ω，允許損失的功率為輸送功率的5%，所需電壓為220V，求升壓、降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比各是多少？解析：根據(jù)題意，畫出輸電線路圖如圖所示．電路中損失功率P損＝P總×5%＝Ieq\o\al(2,2)R則輸電線路中電流I2＝eq\r(\f(5%P總,R))＝35A升壓變壓器輸出電壓U2＝eq\f(P總,I2)＝2.8×103V升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)＝eq\f(350,2.8×103)＝eq\f(1,8)降壓變壓器的輸入電壓U3＝U2－U損＝U2－I2R＝2660V故降壓變壓器的原、副